高盐废水溶解固形物快速检测方法研究

杨秀莲，罗文华，罗国庆，李风玲

（中节能（攀枝花）清洁技术发展有限公司，四川攀枝花 617000）

1 项目及工艺概况

中节能（攀枝花）清洁技术发展有限公司综合性危险废物处置项目，可对除多氯联苯类废物外的45大类，469 种危险废物进行科学、有效、安全处置。该项目于2013 年12 月投入试运行。处置主体工艺包括焚烧系统、物化系统、固化处理及安全填埋系统;废水处理系统主要由三部分组成，即物化处理系统、生化处理系统和深度处理系统。废水主要产生于焚烧系统、物化系统、渗滤液系统、初期雨水以及洗车冲地等。各种废水经废水管网收集后存储于调节池，通过自吸泵将调节池内废水泵入废水处理系统进行处理，处理出水去除重金属后，通过管网流入生化处理系统；厂区生活污水和废水处理出水经管网收集后存储于SBR 进水池，通过自吸泵将SBR 进水池内废水泵入生化处理系统进行处理，处理出水经去除废水中有机物后，通过管网流入深度处理系统或直接进入回用水储罐，通过回用水储罐再分配，工艺如图1所示。

2 存在问题

溶解固形物（Total Dissolved Solids 简称TDS）是指水中溶解的盐类和有机物的总称，是国家水质标准中重要指标之一。我公司处理后的水按环评要求执行GB/T 18920-《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》中城市绿化水质标准，回用于车间冲洗水、绿化用水等。执行标准见表1。

图1 废水处理工艺图

生产运行6 年多以来，回用水中溶解固形物指标呈逐年上升的趋势，从投产初期几百至今结果上万。其主要原因是工艺产生的废水可溶盐不断攀升，而废水处理系统当初没有设计除盐工艺，导致回用水含盐不断增大，无法直接用于绿化，目前只能回喷焚烧系统，但给焚烧系统又带来了新的矛盾，盐分始终在系统中循环、不断蓄积，影响焚烧系统正常生产。

溶解固形物通常是指水样滤出其悬浮物后进行蒸发和干燥所得的残渣。测定常用方法是重量法,即用分离悬浮固形物后的滤液经水浴蒸发，干燥恒重，称量。即过滤后的水样在一定温度下蒸干，并在105～110 ℃下干燥至恒重时所得的残渣含量。它包括水中除溶解气体之外的各种溶解物质的总量。该方法虽是经典测定方法，但存在操作步骤繁琐、耗时较长、结果滞后等缺点，不能及时有效反映生产实际。

表1 回用水执行标准（执行城市绿化）

3 研究过程

针对上述存在的问题，拟开展经典方法与快速测定方法研究。通过研究达到快速、准确得到水体溶解固形物含量结果，有效指导生产。

3.1 经典方法（重量法）

（1）仪器

①水浴锅

②瓷蒸发皿：容积100～200 mL

③盐量计：最低刻度线0.1%

④比重计：1.010 0 g/cm3～1.050 0 g/cm3

⑤恒温干燥箱

⑥分析天平

（2）测定方法

取一定量已过滤的水样，逐次注入已经灼烧至恒重的蒸发皿中，在水浴锅上蒸干。将已蒸干的样品连同蒸发皿，转入105～110 ℃的烘箱内干燥1 h。在干燥器内冷却30 min 后称量，重复操作直至恒重。

（3）计算

式中：G1——蒸发皿重量，g；

G2——蒸干残留物与蒸发皿的总重量，g；

V——水样体积，mL。

（4）允许差

取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果的绝对误差值不大于5 mg/L。

（5）注意事项

固形物吸湿性很强的水样的溶解固形物的测定方法：

取一定量过滤后的水样，逐次注入置有20 mL碳酸钠标准溶液（应用移液管吸取）于蒸发皿中，在水浴锅上蒸干，干燥称量等按以上步骤操作。

式中：a——加入碳酸钠标准溶液的体积，mL；

10——碳酸钠标液的浓度，mg/mL。

3.2 快速方法（仪器法）

根据溶解固形物测定原理，经公式推演，我们拟通过测定试液含盐量和比重，用以下公式计算得到结果。

式中：C——含盐量，%；

D——比重，g/cm3。

3.3 试验过程

研究试验过程主要开展了废水进水、回用水、渗滤液以及地下水的比对，试验结果见表2～表5。

表2 进水重量法与仪器法测定对比表

表3 渗滤液重量法与仪器法测定对比表

表4 回用水重量法与仪器法测定对比表

表5 地下水重量法与仪器法测定对比表

通过对以上表格数据的分析，可以发现试验前阶段仪器法较重量法检测结果出现负误差的情况较多，分析有以下三方面的原因；一是攀枝花8～9月份处于雨季，空气湿度较大，重量法测定在称量过程中存在吸潮情况，会导致结果比真实值高；二是重量法测定在样品量取步骤，因使用不规范的容器，存在超量吸液情况，也导致了结果高于真实值；三是操作人员读取盐量计和比重计刻度时视线不水平，读取数据普遍偏低，导致仪器法计算结果偏低。

另外从表5 可以看出地下水作为试验样品，其结果相对误差很大，其原因是地下水含盐低于仪器检出下限，读数误差非常大，比重又较小，导致计算结果偏差较大。

针对前期存在的问题，决定地下水不继续参与此项试验。同时对两种方法水样的取量、蒸干、干燥、恒重以及读数等操作步骤进行了严格规范，通过改进，第二阶段检测结果相对误差得到控制。并且满足分析误差在±10%范围要求。

3.4 延展试验

(1)新颁布的《危险废物填埋污染控制标准》中新增了填埋场危废的水溶性盐总量指标，要求低于10%，采用《土壤水溶性盐总量的测定》。标准方法要求样品溶解、过滤后，按照溶解固形物检测步骤，量取滤液蒸干、烘箱干燥、称重等步骤。此方法也存在操作程序多、耗时长等问题，结合我们的试验成果，拟对该方法进行优化：即危废样品先溶解、过滤，其滤后水直接用盐量计测定，标准重量法与仪器法进行比对，试验结果见表6。

表6 危废水溶性盐标准法与仪器法对比表

本次试验共计开展11 次，除两次含盐较低样品的相对误差达22.22%和11.11%外，其余均在±5%范围。说明危废含盐量低范围仪器测定误差较大。但是，对于危废填埋水溶性盐总量要求低于10%的指标而言，较低含盐危废检测结果存在的误差可以忽略。

(2)加标回收试验：为验证仪器法测定结果，我们开展了用氯化钠配制系列检测样品的加标回收试验，结果见表7。

表7 加氯化钠标准回收试验

加标回收测定结果，其回收率在99.26%～100.92%之间，说明直接用仪器法测定危废水溶性盐总量的准确性是可以保证的。

4 结果讨论

(1)研究方法检测干净的地下水，结果误差较大，此方法不适宜地下水溶解固形物测定。

(2)检测样品含盐量在2%以上时，检测结果比较准确，如果低于此值，其结果误差大。因此，此方法也不适合污染较轻的工业废水。

(3)检测人员规范操作是数据准确的前提，应正确读取仪器显示的数字，减少人为误差，提高结果准确性。

(4)测定水体溶解固形物和危废水溶性总盐均可以采用仪器法，该方法检测快速、步骤简单、结果准确。

5 研究结论

(1)经典溶解固形物测定方法，操作步骤较多、耗时较长，含盐量较大时测定时间会超过12 h，结果严重滞后，不能及时有效指导生产，通过测定试液含盐量和比重，可得到水体溶解固形物结果。

(2)该研究方法适宜检测含盐量大于2%的废水。

(3)该研究方法可替代《危险废物填埋污染控制标准》中危废水溶性盐总量指标测定，在确保检测结果准确的前提下，可大大缩短了检测时间，确保信息及时准确反馈到填埋处置单位。

(4)回用水盐分增加，应采取有效的除盐措施，使盐分与水体彻底分离，盐分集中收集处置，水体回用，确保生产顺行。